ние температуры (выше 550° С)
сопровождается образованием более крупных нитридов (—1О0 Â).
Азотирование при высоких температурах (550—700° С) ведет к нарушению
когерентности, коагуляции и сфероидизации нитридов. Рост нитридов
протекает в результате притока атомов из внешней среды и процесса
коагуляции, когда рост одних нитридов идет за счет растворения
других, термодинамически менее устойчивых.
При азотировании происходит
измельчение блоков матрицы, возникновение упругих напряжений и искажение
решетки а-фазы. Можно предположить, что благодаря развитию
полигонизованной структуры, появляется большое количество
дополнительных каналов диффузии, что дает возможность атомам азота в
процессе насыщения единым фронтом перемещаться в глубь
а-фазы.
В азотированном слое сплавов
(стали), содержащих алюминий, гексагональный нитрид A1N не обнаружен.
Алюминий или образует промежуточный нитрид с
решеткой В1 [11, 27] или, что вероятнее, растворяется в
у'-фазе, образуя нитрид (Fe, A1)4N. Алюминий и кремний не
изменяют растворимости азота в а-фазе [33].
Твердость азотированного слоя.
Азотирование железа не вызывает
значительного повышения твердости. Высокой твердостью обладают лишь
у'-фаза и азотистый мартенсит а' [32]. Все легирующие элементы уменьшают
толщину азотированного слоя, но резко повышают твердость на поверхности
(рис. 43) и по ее сечению, Основную часть азотированного слоя составляет
а-фаза, когерентная с нитридами или обособленная от них. При высоком
содержании легирующих элементов (Cr, Ti, Mo, V и др.) твердость в пределах
а-фазы изменяется незначительно, резко падая при переходе к
сердцевине. Азотистая е-фаза в большинстве случаев имеет пониженную
твердость.
Наиболее высокая твердость
соответствует температурам насыщения, при которых образуются
однослойные (по азоту) нитриды, полностью когерентные с ос-фазой [11, 27].
Такие сегрегации по азоту имеют большую плотность в объеме твердого
раствора, что и предопределяет высокую твердость диффузионного слоя.
Насыщение при температурах, при которых частицы нитридов укрупняются и
когерентность нарушается, приводит к понижению твердости.
Алюминий зону внутреннего
азотирования не упрочняет. При высоком содержании алюминия (4—5% AI)
под слоем е-фазы формируется широкая гетерофаз-ная область легированной
алюминием уА1-фазы и железистой у'-фазы с высокой
микротвердостью (НТ5О0) и сильными упругими искажениями в местах
сопряжения двух изоморфных у'-фаз
с резко отличающимися
параметрами решетки [33].
